JP6052254B2 - Engine exhaust gas recirculation control device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの排気還流制御装置に関する技術分野に属する。 The present invention belongs to a technical field related to an exhaust gas recirculation control device for an engine.
従来より、エンジンの排気通路に配設されたタービンと吸気通路に配設されたコンプレッサとを有する排気ターボ過給機と、上記タービンの下流側における上記排気通路と上記コンプレッサの上流側における上記吸気通路とを接続する低圧EGR通路と、該低圧EGR通路に配設され、該低圧EGR通路の断面積を変更する低圧EGR弁と、上記排気通路における上記低圧EGR通路の接続部分よりも下流側に配設され、該排気通路の断面積を変更する排気シャッター弁(排気絞り弁)とを備えた、エンジンの排気還流制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、上記タービンの上流側における上記排気通路と上記コンプレッサの下流側における上記吸気通路とを接続する高圧EGR通路と、該高圧EGR通路に配設され、該高圧EGR通路の断面積を変更する高圧EGR弁とを更に備える。
Conventionally, an exhaust turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of an engine and a compressor disposed in an intake passage, the exhaust passage downstream of the turbine, and the intake air upstream of the compressor. A low-pressure EGR passage connecting the passage, a low-pressure EGR valve disposed in the low-pressure EGR passage and changing a cross-sectional area of the low-pressure EGR passage, and a downstream side of a connection portion of the low-pressure EGR passage in the exhaust passage. An engine exhaust gas recirculation control device that includes an exhaust shutter valve (exhaust throttle valve) that is disposed and changes the cross-sectional area of the exhaust passage is known (see, for example, Patent Document 1). In
上記特許文献1では、低圧EGR通路によるエンジンの排気ガスの還流量を、低圧EGR弁及び排気シャッター弁の開度制御により制御している。その際、排気ガスの還流量が少ない場合には、排気シャッター弁を全開状態にして、低圧EGR弁の制御により排気ガスの還流量を制御し、低圧EGR弁が全開になって低圧EGR弁の制御ではそれ以上還流量を増大できなくなると、低圧EGR弁を全開にした状態で、排気シャッター弁を制御して還流量を増大させるようにしている。
In
排気通路における低圧EGR通路の接続部分では排気圧力が低いため、低圧EGR通路によるエンジンの排気ガスの還流量を多くするためには、上記特許文献1のように、低圧EGR弁に加えて、排気シャッター弁を設ける必要がある。この場合、排気抵抗を考慮すると、上記特許文献1のように、低圧EGR通路による目標還流量が所定流量以下であるときには、排気シャッター弁を全開状態にして低圧EGR弁により流量制御し、目標還流量が上記所定流量よりも多いときには、低圧EGR弁を全開にした状態で、排気シャッター弁により流量制御することが好ましい。
Since the exhaust pressure is low at the connection portion of the low pressure EGR passage in the exhaust passage, in order to increase the recirculation amount of the exhaust gas of the engine through the low pressure EGR passage, in addition to the low pressure EGR valve, the exhaust gas is exhausted as in the
しかし、上記所定流量(低圧EGR弁により制御可能な最大流量)は一定ではなく、エンジンの運転状態(特に吸気圧力及び排気圧力)によって変化する。このため、目標還流量と低圧EGR弁及び排気シャッター弁の開度との関係を表したマップで、低圧EGR通路による還流量を排気抵抗を抑制しつつ制御しようとすると、運転状態に応じて上記所定流量を変化させるために複数のマップを用意して切り換える等の煩雑なキャリブレーションが必要になる。また、低圧EGR通路による還流量をフィードバック制御する場合、低圧EGR弁が全開状態になれば、排気シャッター弁によりフィードバック制御し、排気シャッター弁が全開状態になれば、低圧EGR弁によりフィードバック制御することになり、目標還流量が変化したときに、例えば低圧EGR弁によるフィードバック制御で低圧EGR弁が全開になってから排気シャッター弁が閉じられる場合があり、目標還流量の変化に対する、低圧EGR弁及び排気シャッター弁の開度変化に伴う実還流量の変化の応答性が低下する。この応答性の低下は、上記キャリブレーションの煩雑さによっても生じる。 However, the predetermined flow rate (the maximum flow rate that can be controlled by the low pressure EGR valve) is not constant, and varies depending on the operating state of the engine (particularly, the intake pressure and the exhaust pressure). For this reason, in a map representing the relationship between the target recirculation amount and the opening of the low pressure EGR valve and the exhaust shutter valve, if the recirculation amount through the low pressure EGR passage is controlled while suppressing exhaust resistance, In order to change the predetermined flow rate, complicated calibration such as preparing and switching a plurality of maps is required. Further, when feedback control of the recirculation amount through the low pressure EGR passage is performed, feedback control is performed by the exhaust shutter valve when the low pressure EGR valve is fully opened, and feedback control is performed by the low pressure EGR valve when the exhaust shutter valve is fully opened. When the target recirculation amount changes, for example, the exhaust shutter valve may be closed after the low pressure EGR valve is fully opened by feedback control using the low pressure EGR valve, and the low pressure EGR valve and the target recirculation amount The response of the change in the actual recirculation amount accompanying the change in the opening degree of the exhaust shutter valve is lowered. This decrease in responsiveness also occurs due to the complexity of the calibration.
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、EGR通路によるエンジンの排気ガスの還流量を、上記EGR通路に配設されたEGR弁の開度、及び、排気通路における上記EGR通路の接続部分よりも下流側に配設された排気シャッター弁の開度により制御する場合に、出来る限り排気抵抗を招かないようにしながら、上記マップを用いてEGR弁及び排気シャッター弁の開度を制御するときのような煩雑なキャリブレーションを不要にするとともに、目標還流量の変化に対する、EGR弁及び排気シャッター弁の開度変化に伴う実還流量の変化の応答性を向上させようとすることにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to determine the recirculation amount of the exhaust gas of the engine through the EGR passage, the opening degree of the EGR valve disposed in the EGR passage, and When controlling by the opening degree of the exhaust shutter valve disposed downstream of the connection portion of the EGR passage in the exhaust passage, the EGR valve and the Complicated calibration, such as when controlling the opening of the exhaust shutter valve, is unnecessary, and the response of changes in the actual recirculation amount accompanying changes in the opening of the EGR valve and the exhaust shutter valve to changes in the target recirculation amount It is in trying to improve.
上記の目的を達成するために、本発明では、エンジンの排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路と、該EGR通路に配設され、該EGR通路の断面積を変更するEGR弁と、上記排気通路における上記EGR通路の接続部分よりも下流側に配設され、該排気通路の断面積を変更する排気シャッター弁と、上記EGR弁及び上記排気シャッター弁の開度を、上記EGR通路による上記エンジンの排気ガスの還流量が、予め設定された目標還流量になるように制御する弁制御装置とを備えた、エンジンの排気還流制御装置を対象として、上記弁制御装置は、上記排気シャッター弁が全開であるとして上記EGR弁の開度を決定して該EGR弁を該決定した開度に制御するEGR弁開度制御と、上記EGR弁が全開であるとして上記排気シャッター弁の開度を決定して該排気シャッター弁を該決定した開度に制御する排気シャッター弁開度制御とを互いに独立して実行するように構成されており、上記EGR弁開度制御は、上記排気通路における上記EGR通路の接続部分から大気開放端までの部分である第1絞り系通路に対して流入及び流出する排気ガスについて、上記排気シャッター弁が全開であるときの該排気ガスの第1絞り系通路への流入圧力を算出する第1絞り系通路流入圧力算出ステップと、上記EGR通路である第2絞り系通路に対して流入及び流出する排気ガスについて、該排気ガスの第2絞り系通路への流入圧力を、上記第1絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第1絞り系通路への流入圧力とし、かつ、該排気ガスの第2絞り系通路からの流出圧力を、大気圧から、上記吸気通路の大気開放端から上記EGR通路の接続部分までの圧力損失を引いた圧力として、該第2絞り系通路の排気ガス流量を上記目標還流量とするために必要な、上記第2絞り系通路の断面積を算出する第2絞り系通路断面積算出ステップと、上記第2絞り系通路断面積算出ステップで算出した第2絞り系通路の断面積から、上記EGR弁の開度を決定するEGR弁開度決定ステップとを含む制御であり、上記排気シャッター弁開度制御は、上記第2絞り系通路に対して流入及び流出する排気ガスについて、該排気ガスの第2絞り系通路からの流出圧力を、大気圧から、上記吸気通路の大気開放端から上記EGR通路の接続部分までの圧力損失を引いた圧力として、上記EGR弁が全開であるときに、該第2絞り系通路の排気ガス流量を上記目標還流量とするために必要な、該排気ガスの第2絞り系通路への流入圧力を算出する第2絞り系通路流入圧力算出ステップと、上記第1絞り系通路に対して流入及び流出する排気ガスについて、該排気ガスの第1絞り系通路への流入圧力を、上記第2絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第2絞り系通路への流入圧力とし、かつ、該排気ガスの第1絞り系通路からの流出圧力を大気圧として、該第1絞り系通路の断面積を算出する第1絞り系通路断面積算出ステップと、上記第1絞り系通路断面積算出ステップで算出した第1絞り系通路の断面積から、上記排気シャッター弁の開度を決定する排気シャッター弁開度決定ステップとを含む制御である、という構成とした。 To achieve the above object, according to the present invention, an EGR passage that connects an exhaust passage and an intake passage of an engine, an EGR valve that is disposed in the EGR passage and changes a cross-sectional area of the EGR passage, An exhaust shutter valve disposed on the downstream side of the connection portion of the EGR passage in the exhaust passage and changing the cross-sectional area of the exhaust passage, and the opening degrees of the EGR valve and the exhaust shutter valve are determined by the EGR passage. For the engine exhaust gas recirculation control device, the valve control device comprising the valve control device for controlling the exhaust gas recirculation amount to a preset target recirculation amount. The EGR valve opening degree control for determining the opening degree of the EGR valve to control the EGR valve to the determined opening degree, and the exhaust gas shutoff assuming that the EGR valve is fully open. -Exhaust shutter valve opening control for determining the opening of the valve and controlling the exhaust shutter valve to the determined opening is configured to be executed independently of each other. The exhaust gas flowing into and out of the first throttle system passage that is the portion from the connection portion of the EGR passage to the open end of the exhaust passage in the exhaust passage, the exhaust gas when the exhaust shutter valve is fully open A first throttle system passage inflow pressure calculating step for calculating an inflow pressure into the first throttle system passage, and an exhaust gas flowing into and out of the second throttle system passage as the EGR passage, the second of the exhaust gas. The inflow pressure to the throttle system passage is the inflow pressure to the first throttle system passage calculated in the first throttle system passage inflow pressure calculating step, and the outflow pressure of the exhaust gas from the second throttle system passage is Big As the pressure obtained by subtracting the pressure loss from the atmospheric open end of the intake passage to the connection portion of the EGR passage from the pressure, the exhaust gas flow rate in the second throttle system passage is required to be the target recirculation amount, From the second throttle system passage cross-sectional area calculating step for calculating the cross-sectional area of the second throttle system passage and the cross-sectional area of the second throttle system passage calculated in the second throttle system passage cross-sectional area calculating step, the EGR valve is opened. The exhaust shutter valve opening degree control is a control including an EGR valve opening degree determining step for determining the degree of exhaust gas, and the exhaust shutter valve opening degree control is performed for the exhaust gas flowing into and out of the second throttle system passage. The outflow pressure from the system passage is a pressure obtained by subtracting the pressure loss from the atmospheric open end of the intake passage to the connection portion of the EGR passage from the atmospheric pressure, and when the EGR valve is fully open, the second throttle System passage exhaust A second throttle system passage inflow pressure calculating step for calculating an inflow pressure of the exhaust gas to the second throttle system passage, which is necessary for setting the gas flow rate to the target recirculation amount; and for the first throttle system passage, For the exhaust gas flowing in and out, the inflow pressure of the exhaust gas into the first throttle system passage is the inflow pressure into the second throttle system passage calculated in the second throttle system passage inflow pressure calculating step, and A first throttle system passage cross-sectional area calculating step for calculating a cross-sectional area of the first throttle system passage with the outflow pressure of the exhaust gas from the first throttle system passage as an atmospheric pressure, and the first throttle system passage cross-sectional area calculating step And the exhaust shutter valve opening degree determining step for determining the opening degree of the exhaust shutter valve from the cross-sectional area of the first throttle system passage calculated in step S2.
上記の構成により、目標還流量に対するEGR弁及び排気シャッター弁の開度の決定に際して、相手側の弁を全開状態にして計算することにより、EGR弁及び排気シャッター弁のうち一方が全開状態で(目標還流量が少ないときには、排気シャッター弁が全開状態であり、目標還流量が多いときには、EGR弁が全開状態である)、他方が目標還流量に応じた開度とすることができる。また、上記のように圧力と流量との関係を基に、目標還流量に対するEGR弁及び排気シャッター弁の開度が決定されるので、目標還流量と低圧EGR弁及び排気シャッター弁の開度との関係を表したマップを用いてEGR弁及び排気シャッター弁の開度を制御するときのような煩雑なキャリブレーションが不要になる。すなわち、運転状態に応じて変化する、低圧EGR弁及び排気シャッター弁の全開状態が切り換わる流量(低圧EGR弁により制御可能な最大流量)に対応して複数のマップを用意して切り換えることが不要になる。さらに、目標還流量が変化したとき、EGR弁開度制御と排気シャッター弁開度制御とが並行して実行され、この結果、目標還流量の変化に対する、EGR弁及び排気シャッター弁の開度変化に伴う実還流量の変化の応答性が向上する。 With the above configuration, when determining the opening degree of the EGR valve and the exhaust shutter valve with respect to the target recirculation amount, calculation is performed with the counterpart valve in the fully open state, so that one of the EGR valve and the exhaust shutter valve is in the fully open state ( When the target recirculation amount is small, the exhaust shutter valve is in a fully open state, and when the target recirculation amount is large, the EGR valve is in a fully open state), and the other opening can be set according to the target recirculation amount. Moreover, since the opening degree of the EGR valve and the exhaust shutter valve with respect to the target recirculation amount is determined based on the relationship between the pressure and the flow rate as described above, the target recirculation amount and the opening degree of the low pressure EGR valve and the exhaust shutter valve are determined. Thus, complicated calibration as in the case of controlling the opening degree of the EGR valve and the exhaust shutter valve using the map representing the relationship is eliminated. In other words, it is not necessary to prepare and switch multiple maps corresponding to the flow rate (maximum flow rate that can be controlled by the low pressure EGR valve) at which the low pressure EGR valve and exhaust shutter valve are fully opened, which changes according to the operating state. become. Further, when the target recirculation amount changes, the EGR valve opening control and the exhaust shutter valve opening control are executed in parallel. As a result, the opening changes of the EGR valve and the exhaust shutter valve with respect to the change of the target recirculation amount Responsiveness of the change in the actual reflux amount accompanying the improvement.
上記エンジンの排気還流制御装置において、上記エンジンに吸入される総吸入ガス量を検出する総吸入ガス量検出手段と、上記エンジンに吸入される新気量を検出する新気量検出手段とを備え、上記弁制御装置は、上記EGR弁及び上記排気シャッター弁の開度を、上記総吸入ガス量検出手段により検出された総吸入ガス量から、上記新気量検出手段により検出された新気量を引くことで算出した実還流量が、上記目標還流量になるようにフィードバック制御するとともに、上記目標還流量と上記実還流量との偏差から算出されるフィードバック補正量を、上記第2絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第2絞り系通路への流入圧力の圧力補正量に変換するように構成され、上記EGR弁開度制御は、上記第1絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第1絞り系通路への流入圧力から上記圧力補正量と同じ量を減算する減算ステップを更に含み、上記第2絞り系通路断面積算出ステップにおいて、上記第2絞り系通路への流入圧力を、上記第1絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第1絞り系通路への流入圧力とする代わりに、上記減算ステップで得られた、上記第1絞り系通路への流入圧力から上記圧力補正量と同じ量だけ減算した値にし、上記排気シャッター弁開度制御は、上記第2絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第2絞り系通路への流入圧力に上記圧力補正量を加算する加算ステップを更に含み、上記第1絞り系通路断面積算出ステップにおいて、上記第1絞り系通路への流入圧力を、上記第2絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第2絞り系通路への流入圧力とする代わりに、上記加算ステップで得られた、上記第2絞り系通路への流入圧力に上記圧力補正量を加算した値にする、という構成が好ましい。 The exhaust gas recirculation control device of the engine includes a total intake gas amount detecting means for detecting a total intake gas amount sucked into the engine, and a fresh air amount detecting means for detecting a fresh air amount sucked into the engine. The valve control device determines the opening degree of the EGR valve and the exhaust shutter valve from the total intake gas amount detected by the total intake gas amount detection unit and the fresh air amount detected by the new air amount detection unit. Feedback control is performed so that the actual reflux amount calculated by subtracting is equal to the target reflux amount, and the feedback correction amount calculated from the deviation between the target reflux amount and the actual reflux amount is set as the second throttle system. It is configured to convert the pressure correction amount of the inflow pressure to the second throttle system passage calculated in the passage inflow pressure calculation step, and the EGR valve opening degree control is the first throttle system passage inflow pressure calculation. A subtracting step of subtracting the same amount as the pressure correction amount from the inflow pressure into the first throttle system passage calculated in step, and in the second throttle system passage cross-sectional area calculating step, Instead of using the inflow pressure as the inflow pressure into the first throttle system passage calculated in the first throttle system passage inflow pressure calculation step, the inflow pressure is obtained from the inflow pressure into the first throttle system passage obtained in the subtraction step. The exhaust shutter valve opening control is performed by subtracting the pressure correction amount from the inflow pressure into the second throttle system passage calculated in the second throttle system passage inflow pressure calculation step. An addition step of adding, and in the first throttle system passage cross-sectional area calculation step, the second inflow pressure to the first throttle system passage is calculated in the second throttle system passage inflow pressure calculation step. Instead of the Ri-based inflow pressure into the passage, the obtained in addition step, to a value obtained by adding the pressure correction amount to the inflow pressure to the second throttle system passage configuration that is preferred.
このことにより、排気シャッター弁開度制御において、フィードバック補正量を第2絞り系通路への流入圧力の圧力補正量に変換して、該圧力補正量でもって第2絞り系通路への流入圧力をフィードバック補正し、EGR弁開度制御において、該圧力補正量と同じ量でもって第1絞り系通路への流入圧力をフィードバック補正するので、フィードバック制御を行った際の、目標還流量の変化に対する、EGR弁及び排気シャッター弁の開度変化に伴う実還流量の変化の応答性が向上するとともに、排気抵抗の増加を抑制することができる。 Thus, in the exhaust shutter valve opening control, the feedback correction amount is converted into the pressure correction amount of the inflow pressure to the second throttle system passage, and the inflow pressure to the second throttle system passage is changed by the pressure correction amount. In the EGR valve opening control, feedback correction is performed, and the inflow pressure to the first throttle system passage is feedback corrected by the same amount as the pressure correction amount. Therefore, with respect to the change in the target recirculation amount when the feedback control is performed, Responsiveness to changes in the actual recirculation amount associated with changes in the opening degree of the EGR valve and the exhaust shutter valve is improved, and an increase in exhaust resistance can be suppressed.
以上説明したように、本発明のエンジンの排気還流制御装置によると、EGR弁及び排気シャッター弁の開度を、出来る限り排気抵抗を招かないようにしながら、目標還流量と低圧EGR弁及び排気シャッター弁の開度との関係を表したマップでEGR弁及び排気シャッター弁の開度を制御するときのような煩雑なキャリブレーションを不要にするとともに、目標還流量の変化に対する、EGR弁及び排気シャッター弁の開度変化に伴う実還流量の変化の応答性を向上させることができる。 As described above, according to the exhaust gas recirculation control device for an engine of the present invention, the target recirculation amount, the low pressure EGR valve, and the exhaust shutter are controlled while preventing the exhaust resistance as much as possible from opening the EGR valve and the exhaust shutter valve. The map showing the relationship between the opening of the valve and the EGR valve and the exhaust shutter against the change in the target recirculation amount while eliminating the need for complicated calibration as in the case of controlling the opening of the EGR valve and the exhaust shutter valve It is possible to improve the responsiveness of the change in the actual reflux amount accompanying the change in the valve opening.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る排気還流制御装置により制御されるエンジン1の概略構成を示す。このエンジン1は、車両に搭載されるディーゼルエンジンであって、複数の気筒11a(1つのみ図示)が設けられたシリンダブロック11と、このシリンダブロック11上に配設されたシリンダヘッド12と、シリンダブロック11の下側に配設され、潤滑油が貯溜されたオイルパン13とを有している。このエンジン1の各気筒11a内には、ピストン14が往復動可能にそれぞれ嵌挿されていて、このピストン14の頂面には深皿形燃焼室14aを区画するキャビティが形成されている。このピストン14は、コンロッド14bを介してクランク軸15と連結されている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an
シリンダヘッド12には、各気筒11a毎に吸気ポート16及び排気ポート17が形成されているとともに、これら吸気ポート16及び排気ポート17の燃焼室14a側の開口を開閉する吸気弁21及び排気弁22がそれぞれ配設されている。
In the
また、シリンダヘッド12には、燃料を噴射するインジェクタ18と、エンジン1の冷間時に気筒11a内に吸入されたガスを暖めて燃料の着火性を高めるためのグロープラグ19とが設けられている。インジェクタ18は、その燃料噴射口が燃焼室14aの天井面から該燃焼室14aに臨むように配設されていて、燃焼室14aに燃料を直接噴射供給するようになっている。
Further, the
上記インジェクタ18には、燃料供給システム51を介して燃料が燃料タンク52から供給されるようになっている。この燃料供給システム51は、燃料タンク52内に配設された電動の低圧燃料ポンプ(図示せず)、燃料フィルタ53、高圧燃料ポンプ54及びコモンレール55を有している。高圧燃料ポンプ54は、上記低圧燃料ポンプ及び燃料フィルタ53を介して燃料タンク52より供給されてきた低圧の燃料をコモンレール55に高圧で圧送し、このコモンレール55は、その圧送された燃料を、その高圧の圧力でもって蓄える。そして、インジェクタ18が作動することによって、コモンレール55に蓄えられている燃料がインジェクタ18から燃焼室14aに噴射される。尚、上記低圧燃料ポンプ、高圧燃料ポンプ54、コモンレール55及びインジェクタ18のそれぞれで生じた余剰の燃料は、リターン通路56を介して(低圧燃料ポンプで生じた余剰の燃料は直接)燃料タンク52に戻される。
The
高圧燃料ポンプ54は、エンジン1の回転部材(例えばカムシャフト)によって駆動される。高圧燃料ポンプ54には、電磁弁で構成された調圧弁が設けられており、この調圧弁によって、高圧燃料ポンプ54からコモンレール55に供給する燃料の圧力(コモンレール55で蓄えられる燃料の圧力)、つまり、インジェクタ18から噴射される燃料の圧力(燃圧)を調整することができるようになっている。
The high-
エンジン1の一側面には、各気筒11aの吸気ポート16に連通するように吸気通路30が接続されている。一方、エンジン1の他側面には、各気筒11aの燃焼室14aからの既燃ガス(排気ガス)を排出する排気通路40が接続されている。これら吸気通路30及び排気通路40には、吸入空気(後述の低圧EGR通路81により還流された排気ガスも含む)の過給を行う排気ターボ過給機61が配設されている。
An
吸気通路30の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ31が配設されている。一方、吸気通路30における下流端近傍には、サージタンク34が配設されている。このサージタンク34よりも下流側の吸気通路30は、各気筒11a毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒11aの吸気ポート16にそれぞれ接続されている。
An air cleaner 31 that filters intake air is disposed at the upstream end of the
吸気通路30におけるエアクリーナ31とサージタンク34との間には、上流側から順に、排気ターボ過給機61のコンプレッサ61aと、吸気シャッター弁36と、該コンプレッサ61aにより圧縮されたガスを冷却するインタークーラ35とが配設されている。吸気シャッター弁36は、基本的には全開状態とされるが、後述の高圧EGR通路71による排気ガスの還流量を確保するために、全開よりも小さい開度とされる場合がある。インタークーラ35は、電動ウォータポンプ91による冷却水(エンジン1の冷却水とは異なる冷却水)の供給により、上記ガスを冷却するように構成されている。
Between the air cleaner 31 and the
排気通路40の上流側の部分は、各気筒11a毎に分岐して排気ポート17の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。この排気通路40における排気マニホールドよりも下流側には、上流側から順に、排気ターボ過給機61のタービン61bと、エンジン1の排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置41と、サイレンサ42とが配設されている。
The upstream portion of the
排気浄化装置41は、酸化触媒41aと、ディーゼルパティキュレートフィルタ(以下、フィルタという)41bとを有しており、上流側から、この順に並んでいる。酸化触媒41aは、白金又は白金にパラジウムを加えたもの等を担持した酸化触媒を有していて、排気ガス中のCO及びHCが酸化されてCO2及びH2Oが生成する反応を促すものである。また、フィルタ41bは、エンジン1の排気ガス中に含まれる煤等の微粒子を捕集するものである。尚、フィルタ41bに酸化触媒をコーティングしてもよい。
The
排気ターボ過給機61は、上記の如く吸気通路30に配設されたコンプレッサ61aと、上記の如く排気通路40に配設されたタービン61bとを有していて、このタービン61bが排気ガス流により回転し、このタービン61bの回転により、該タービン61bと連結された上記コンプレッサ61aが作動する。排気通路40におけるタービン61bの上流側近傍には、VGT絞り弁62が設けられており、このVGT絞り弁62の開度(絞り量)を制御することにより、タービン61bへの排気ガスの流速を調整することができ、これにより、排気ガス流により回転するタービン61bの回転速度、つまり排気ターボ過給機61のコンプレッサ61aの圧力比(コンプレッサ61aへの流入直前のガス圧力に対する、コンプレッサ61aからの流出直後のガス圧力の比)を調整することができる。
The exhaust turbocharger 61 includes the compressor 61a disposed in the
エンジン1は、その排気ガスの一部を排気通路40から吸気通路30に還流させるようになされている。この排気ガスの還流のために、高圧EGR通路71と、低圧EGR通路81とが設けられている。
The
高圧EGR通路71は、排気通路40における上記排気マニホールドと排気ターボ過給機61のタービン61bとの間の部分(つまり、排気ターボ過給機61のタービン61bよりも上流側部分)と、吸気通路30におけるサージタンク34とインタークーラ35との間の部分(つまり、排気ターボ過給機61のコンプレッサ61aよりも下流側部分)とを接続している。高圧EGR通路71には、該高圧EGR通路71の断面積を変更する高圧EGR弁73が配設されている。この高圧EGR弁73により、高圧EGR通路71による排気ガスの還流量(以下、高圧EGR量という)が調節される。
The high-
低圧EGR通路81は、排気通路40における排気浄化装置41とサイレンサ42との間の部分(つまり、排気ターボ過給機61のタービン61bよりも下流側部分)と、吸気通路30における排気ターボ過給機61のコンプレッサ61aとエアクリーナ31との間の部分(つまり、排気ターボ過給機61のコンプレッサ61aよりも上流側部分)とを接続している。低圧EGR通路81には、その内部を通過する排気ガスを冷却する低圧EGRクーラ82が配設されている。この低圧EGRクーラ82は、エンジン1の冷却水の供給により、上記排気ガスを冷却するように構成されている。また、低圧EGR通路81における低圧EGRクーラ82の下流側には、低圧EGR通路81の断面積を変更する低圧EGR弁83が配設されている。
The low
排気通路40における低圧EGR通路81の接続部分よりも下流側(かつサイレンサ42の上流側)には、排気シャッター弁43が配設されている。この排気シャッター弁43は、該排気シャッター弁43の配設部分における排気通路40の断面積を変更するものであって、該断面積が小さくなる(排気シャッター弁43の開度が小さくなる)と、排気通路40における低圧EGR通路81の接続部分の圧力(排気ガスの低圧EGR通路81への流入圧力)が高くなって、排気ガスの低圧EGR通路81への流入圧力と流出圧力(吸気通路30における低圧EGR通路81の接続部分の圧力)との間の差圧が大きくなる。したがって、低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の開度を制御することで、低圧EGR通路81による排気ガスの還流量(以下、低圧EGR量という)が調節される。
An
エンジン1には、クランク軸15の回転角度位置を検出することでエンジン1の回転数(以下、エンジン回転数という)を検出するエンジン回転数センサ101が設けられている。
The
また、吸気通路30におけるエアクリーナ31の下流側近傍(低圧EGR通路81の接続部分よりも上流側)には、吸気通路30に吸入された吸入空気(新気)の流量を検出するエアフローセンサ102と、該吸入空気の温度(吸気温度)を検出する吸気温度センサ103とが配設されている。さらに、サージタンク34には、エンジン1の気筒11aに吸入されるガス温度を検出する吸入ガス温度センサ104が配設され、吸気通路30におけるインタークーラ35の下流側近傍には、当該部分におけるガスの圧力(サージタンク34内のガスの圧力と略同じ)を検出する吸気圧センサ105が配設されている。
An
さらに、排気通路40における高圧EGR通路71の接続部分の上流側(かつ上記排気マニホールドの下流側)には、エンジン1より排気された排気ガスの圧力を検出する排気圧センサ106が配設されている。また、排気通路40における排気浄化装置41と低圧EGR通路81の接続部分との間には、当該部分における排気ガスの温度を検出する排気温度センサ107が設けられている。
Further, an
また、エンジン1のシリンダブロック11には、該エンジン1の冷却水の温度を検出するエンジン水温センサ108が設けられている。
The
このように構成されたエンジン1は、コントロールユニット100によって制御される。コントロールユニット100は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置(CPU)と、例えばRAMやROMにより構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力(I/O)バスとを備えている。
The
図2に示すように、上記のエンジン回転数センサ101、エアフローセンサ102、吸気温度センサ103、吸入ガス温度センサ104、吸気圧センサ105、排気圧センサ106、排気温度センサ107、エンジン水温センサ108等のセンサ値の信号が、コントロールユニット100に入力される。また、コントロールユニット100には、車両のアクセルペダル(図示省略)の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサ110(図2にのみ示す)のセンサ値の信号が入力される。
As shown in FIG. 2, the
そして、コントロールユニット100は、上記入力信号に基づいて、インジェクタ18、吸気シャッター弁36、排気シャッター弁43、高圧燃料ポンプ54(詳細には、調圧弁)、VGT絞り弁62、高圧EGR弁73、低圧EGR弁83、電動ウォータポンプ91等を制御する。
Based on the input signal, the
ここで、コントロールユニット100によるエンジン1の基本制御について、図3のフローチャートに基づいて説明する。
Here, basic control of the
最初のステップS1で、各種センサからのセンサ値を読み込み、次のステップS2で、アクセル開度センサ110によるアクセル開度に基づき、目標トルクを設定する。
In the first step S1, sensor values from various sensors are read, and in the next step S2, a target torque is set based on the accelerator opening by the
次のステップS3では、上記目標トルクと、エンジン回転数センサ101によるエンジン回転数とに基づき、インジェクタ18から噴射すべき燃料量(エンジン1(気筒11a)に供給すべき燃料量)である要求噴射量及び噴射パターンを設定する。この噴射パターンは、主燃焼を生じさせるための主噴射、該主噴射よりも前に噴射され、プリ燃焼を生じさせるための前噴射、その前噴射よりも前に噴射され、プリ燃焼を生じさせ易くするためのパイロット噴射、上記主燃焼に継続して後燃焼を生じさせるための後噴射等を、どのタイミングでどれだけの量を噴射するかを設定したものである。パイロット噴射、前噴射及び後噴射の噴射量が0になる場合があり、その場合、当該噴射はなされないことになる。
In the next step S3, the required injection which is the amount of fuel to be injected from the injector 18 (the amount of fuel to be supplied to the engine 1 (
次のステップS4では、上記要求噴射量と上記エンジン回転数とに基づき、インジェクタ18から噴射される燃料の圧力(燃圧)及びVGT絞り弁62の開度を設定する。
In the next step S4, the pressure (fuel pressure) of the fuel injected from the
次のステップS5では、上記要求噴射量と上記エンジン回転数とに基づき、エンジン1(気筒11a)に吸い込まれる全吸気ガスの酸素濃度の目標値である目標吸気酸素濃度を設定する。
In the next step S5, a target intake oxygen concentration, which is a target value of the oxygen concentration of all intake gas sucked into the engine 1 (
次のステップS6では、上記要求噴射量と、上記エンジン回転数と、吸気温度センサ103による吸気温度と、エンジン水温センサ108によるエンジン水温とに基づき、高圧EGR量と低圧EGR量との比率であるEGR併用率を設定する。このEGR併用率には、高圧EGR量又は低圧EGR量が0になる場合も含まれる。
In the next step S6, the ratio between the high pressure EGR amount and the low pressure EGR amount is based on the required injection amount, the engine speed, the intake air temperature by the intake
上記ステップS6でEGR併用率を設定した結果、エンジン回転数とエンジン負荷(上記要求噴射量と対応している)とで表されるエンジン運転領域において、高圧EGR通路71のみにより排気ガスの還流が行われる領域である「HP−EGR」領域、低圧EGR通路81のみにより排気ガスの還流が行われる領域である「LP−EGR」領域、及び、高圧EGR通路71と低圧EGR通路81との両方により排気ガスの還流が行われる領域である「HP/LP−EGR併用」領域が、概略的に、図4のようになる。「HP/LP−EGR併用」領域では、「LP−EGR」領域に近づくほど、高圧EGR量の割合が減少し、低圧EGR量の割合が増大する。
As a result of setting the EGR combined ratio in step S6, the exhaust gas recirculation is performed only by the high-
次のステップS7では、上記目標吸気酸素濃度と、上記EGR併用率と、排気ガスの酸素濃度である排気酸素濃度とに基づき、低圧EGR量の目標値である目標低圧EGR量を設定する。詳細には、上記目標吸気酸素濃度と上記排気酸素濃度とから、低圧EGR量と高圧EGR量とのトータルEGR量の目標値である目標トータルEGR量を算出して、その目標トータルEGR量と上記EGR併用率とから目標低圧EGR量を設定する。上記排気酸素濃度は、本実施形態では、上記目標吸気酸素濃度と、気筒11a内にて燃料の燃焼で使用される酸素量とに基づいて算出した値である。尚、排気酸素濃度を算出する代わりに、排気通路40に設けた02センサにより排気酸素濃度を検出するようにしてもよい。
In the next step S7, a target low pressure EGR amount that is a target value of the low pressure EGR amount is set based on the target intake oxygen concentration, the EGR combined ratio, and the exhaust oxygen concentration that is the oxygen concentration of the exhaust gas. Specifically, a target total EGR amount that is a target value of the total EGR amount of the low pressure EGR amount and the high pressure EGR amount is calculated from the target intake oxygen concentration and the exhaust oxygen concentration, and the target total EGR amount The target low pressure EGR amount is set from the EGR combined use rate. In the present embodiment, the exhaust oxygen concentration is a value calculated based on the target intake oxygen concentration and the amount of oxygen used for fuel combustion in the
次のステップS8では、新気量と低圧EGR通路81による還流量の実値である実低圧EGR量とに基づき、吸気通路30における高圧EGR通路71の合流直前のガスの酸素濃度(新気の酸素濃度と低圧EGR通路81により実際に還流された排気ガスの酸素濃度との和)を計算する。ここでは、低圧EGR通路81により還流された排気ガスが、吸気通路30における高圧EGR通路71の合流直前に達するまでの時間を考慮して、該合流直前の酸素濃度を算出する。ここで、上記新気量は、エアフローセンサ102により検出され、実低圧EGR量は、エンジン1(気筒11a)に吸入される総吸入ガス量から、エアフローセンサ102により検出された新気量を引く(「HP/LP−EGR併用」領域では、更に、高圧EGR通路71による還流量の実値である実高圧EGR量も引く)ことで算出する。上記総吸入ガス量は、吸入ガス温度センサ104により検出されたガス温度と、吸気圧センサ105により検出されたガス圧とから算出することができ、上記実高圧EGR量は、吸気圧センサ105と排気圧センサ106との検出差圧及び高圧EGR弁73の実開度より算出することができる。
In the next step S8, based on the fresh air amount and the actual low pressure EGR amount, which is the actual value of the recirculation amount in the low
次のステップS9では、上記目標吸気酸素濃度と、上記排気酸素濃度と、上記合流直前のガスの酸素濃度と、エンジン1(気筒11a)への総吸入ガス量とに基づき、目標高圧EGR量を設定する。すなわち、上記ステップS8で、上記EGR併用率から、目標低圧EGR量に加えて、目標高圧EGR量を設定可能であるが、低圧EGR通路81により還流される排気ガス(低圧EGRガス)が、排気ポート17から吸気通路30における高圧EGR通路71の合流直前に達するまでには時間がかかるため、その時間遅れの分だけ、吸気酸素濃度の増減が遅れることになり、吸気酸素濃度の過不足分を高圧EGRガス(高圧EGRガスの酸素濃度)で補えるように目標高圧EGR量を設定する。すなわち、本実施形態では、上記エンジン1の運転状態に応じて予め設定した目標吸気酸素濃度と、低圧EGRガスが排気ポート17から吸気通路30における高圧EGR通路71の合流部に到達するまでの遅れ時間を考慮して算出される高圧EGR合流前ガス(上記合流部の直上流側の吸気通路を流れるガス)の酸素濃度と、排気酸素濃度と、エンジン1への総吸入ガス量とから算出される値を、目標高圧EGR量に設定している。上記高圧EGR合流前ガスの酸素濃度は、上記新気量と、上記実低圧EGR量と、低圧EGRガスの酸素濃度と、低圧EGRガスが排気ポート17から上記合流部に到達するまでの遅れ時間とから算出する。
In the next step S9, the target high pressure EGR amount is set based on the target intake oxygen concentration, the exhaust oxygen concentration, the oxygen concentration of the gas just before the merging, and the total intake gas amount to the engine 1 (
次のステップS10では、上記の各設定に基づいて、インジェクタ18、吸気シャッター弁36、排気シャッター弁43、高圧燃料ポンプ54(調圧弁)、VGT絞り弁62、高圧EGR弁73、低圧EGR弁83、電動ウォータポンプ91等の各アクチュエータの制御量を設定する。
In the next step S10, based on the above settings, the
次のステップS11では、上記制御量に基づき各アクチュエータを制御し、しかる後にリターンする。 In the next step S11, each actuator is controlled based on the control amount, and then the process returns.
次に、コントロールユニット100による高圧EGR弁73、低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の開度制御について説明する。
Next, the opening control of the high
コントロールユニット100は、高圧EGR量が、予め設定された上記目標高圧EGR量(上記ステップS9で設定された目標高圧EGR量)になるように、高圧EGR弁73の開度を制御する。すなわち、コントロールユニット100は、高圧EGR弁73の開度を、吸気圧センサ105と排気圧センサ106との検出差圧から、上記目標高圧EGR量が得られる開度にする。
The
また、コントロールユニット100は、低圧EGR量が、予め設定された目標低圧EGR量(上記ステップS7で設定された目標低圧EGR量)になるように、低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の開度を制御する。その際、上記設定された目標低圧EGR量が、低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の全開時に還流可能な低圧EGR量以下である場合には、排気シャッター弁43が全開状態になり、その状態で、低圧EGR弁83の制御により低圧EGR量を制御する(目標低圧EGR量が多いほど、低圧EGR弁83の開度を大きくする)。また、目標低圧EGR量が、低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の全開時に還流可能な低圧EGR量よりも多い場合には、低圧EGR弁83が全開状態になり、その状態で、排気シャッター弁43の制御により低圧EGR量を制御する(目標低圧EGR量が多いほど、排気シャッター弁43の開度を小さくする)。
Further, the
ここで、コントロールユニット100による低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の開度制御について詳細に説明する。
Here, the opening degree control of the low
本実施形態では、コントロールユニット100は、排気シャッター弁43が全開であるとして低圧EGR弁83の開度を決定して該低圧EGR弁83を該決定した開度に制御するEGR弁開度制御と、低圧EGR弁83が全開であるとして排気シャッター弁43の開度を決定して該排気シャッター弁43を該決定した開度に制御する排気シャッター弁開度制御とを互いに独立して実行する。
In the present embodiment, the
上記EGR弁開度制御は、先ず、排気通路40における低圧EGR通路81の接続部分から大気開放端までの部分である第1絞り系通路に対して流入及び流出する排気ガスについての、ベルヌーイの定理から導かれる第1関係式(絞り式流量計の原理式)から、排気シャッター弁43が全開であるときの該排気ガスの第1絞り系通路への流入圧力を算出する(第1絞り系通路流入圧力算出ステップ)。
In the EGR valve opening degree control, first, Bernoulli's theorem for the exhaust gas flowing into and out of the first throttle system passage which is a portion from the connection portion of the low
上記第1関係式は、変数として、排気ガスの第1絞り系通路への流入圧力、該排気ガスの第1絞り系通路からの流出圧力、第1絞り系通路の排気ガス流量(質量流量)、該排気ガスの温度、該排気ガスの密度、及び、第1絞り系通路の断面積を含む。第1絞り系通路の断面積は、ここでは、排気シャッター弁43やサイレンサ42を含む第1絞り系通路全体を1つの絞りとした場合の該絞りの断面積であり、第1絞り系通路(絞り)の断面積と排気シャッター弁43の開度とは、1対1の対応関係にある。この対応関係は、予め計算により求めて第1マップとして設定しておく。
The first relational expression includes, as variables, inflow pressure of exhaust gas to the first throttle system passage, outflow pressure of the exhaust gas from the first throttle system passage, exhaust gas flow rate (mass flow rate) of the first throttle system passage. , The temperature of the exhaust gas, the density of the exhaust gas, and the cross-sectional area of the first throttle system passage. Here, the cross-sectional area of the first throttle system passage is the cross-sectional area of the throttle when the entire first throttle system passage including the
上記第1関係式における上記第1絞り系通路からの流出圧力は大気圧である。上記第1絞り系通路の排気ガス流量は、排気通路40から大気に排出される排気流量であって、エンジン1(気筒11a)から排出された排気ガスの全量から、高圧EGR量及び低圧EGR量を引いた量である。上記排気ガス流量は、概略的には、エアフローセンサ102により検出された新気の流量に上記要求噴射量を加えた量として計算することができる。また、上記温度は、排気温度センサ107により検出された排気ガスの温度である。上記密度は、上記温度、上記ステップS7の目標低圧EGR量の設定に用いた排気酸素濃度、及び、上記流出圧力(大気圧)から求める。上記第1絞り系通路の断面積は、上記第1マップによる、排気シャッター弁43が全開であるときに対応する値である。
The outflow pressure from the first throttle system passage in the first relational expression is atmospheric pressure. The exhaust gas flow rate in the first throttle system passage is an exhaust flow rate discharged from the
図5に示すように、上記第1関係式において、上記第1絞り系通路への流入圧力以外の各変数に上記値をそれぞれ代入することで、上記第1絞り系通路への流入圧力を算出することができる。上記第1絞り系通路への流入圧力は、大気圧に対して、第1絞り系通路での圧力損失の分だけ高いことになる。また、上記第1絞り系通路への流入圧力は、低圧EGR通路81である第2絞り系通路への流入圧力でもある。
As shown in FIG. 5, in the first relational expression, the inflow pressure into the first throttling system passage is calculated by substituting the above values into variables other than the inflow pressure into the first throttling system passage. can do. The inflow pressure into the first throttle system passage is higher than the atmospheric pressure by the pressure loss in the first throttle system passage. The inflow pressure to the first throttle system passage is also the inflow pressure to the second throttle system passage which is the low
続いて、第2絞り系通路に対して流入及び流出する排気ガスについての、第1関係式と同様にベルヌーイの定理から導かれる第2関係式から、該排気ガスの第2絞り系通路への流入圧力を、上記第1絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第1絞り系通路への流入圧力とし、かつ、該排気ガスの第2絞り系通路からの流出圧力を、大気圧から、吸気通路30の大気開放端から低圧EGR通路81の接続部分までの圧力損失を引いた圧力(大気圧から、主としてエアクリーナ31での圧力損失を引いた圧力)として、該第2絞り系通路の排気ガス流量を上記目標低圧EGR量とするために必要な、第2絞り系通路の断面積を算出する(第2絞り系通路断面積算出ステップ)。
Subsequently, from the second relational expression derived from Bernoulli's theorem for the exhaust gas flowing into and out of the second throttle system passage, the exhaust gas flows into the second throttle system passage. The inflow pressure is the inflow pressure into the first throttling system passage calculated in the first throttling system passage inflow pressure calculating step, and the outflow pressure of the exhaust gas from the second throttling system passage is changed from the atmospheric pressure to the intake air. Exhaust gas from the second throttle system passage as a pressure obtained by subtracting the pressure loss from the open end of the
上記第2関係式は、変数として、上記第1関係式と同様に、排気ガスの第2絞り系通路への流入圧力、該排気ガスの第2絞り系通路からの流出圧力、第2絞り系通路の排気ガス流量(質量流量)、該排気ガスの温度、該排気ガスの密度、及び、第2絞り系通路の断面積を含む。第2絞り系通路の断面積は、上記第1絞り系通路の断面積と同様に、低圧EGR弁83や低圧EGRクーラ82通過部を含む第2絞り系通路全体を1つの絞りとした場合の該絞りの断面積であり、第2絞り系通路(絞り)の断面積と低圧EGR弁83の開度とは、1対1の対応関係にある。この対応関係は、予め計算により求めて第2マップとして設定しておく。
As in the case of the first relational expression, the second relational expression is an inflow pressure of exhaust gas into the second throttle system passage, an outflow pressure of the exhaust gas from the second throttle system path, and a second throttle system. It includes the exhaust gas flow rate (mass flow rate) of the passage, the temperature of the exhaust gas, the density of the exhaust gas, and the cross-sectional area of the second throttle system passage. The cross-sectional area of the second throttle system passage is the same as that of the first throttle system passage when the entire second throttle system passage including the low-
上記第2関係式における上記排気ガス流量は、上記目標低圧EGR量である。上記温度は、ここでは、低圧EGRクーラ82を通過した後の温度、つまり、エンジン水温センサ108により検出されたエンジン水温とする。上記密度は、上記温度、上記ステップS7の目標低圧EGR量の設定に用いた排気酸素濃度、及び、上記流出圧力(大気圧から、吸気通路30の大気開放端から低圧EGR通路81の接続部分までの圧力損失を引いた圧力)から求める。
The exhaust gas flow rate in the second relational expression is the target low pressure EGR amount. Here, the temperature is the temperature after passing through the low pressure EGR cooler 82, that is, the engine water temperature detected by the engine
図6に示すように、上記第2関係式において、第2絞り系通路の断面積以外の各変数に上記値をそれぞれ代入することで、第2絞り系通路の断面積を算出することができる。 As shown in FIG. 6, in the second relational expression, the cross-sectional area of the second throttle system passage can be calculated by substituting the above values for each variable other than the cross-sectional area of the second throttle system passage. .
次いで、上記第2絞り系通路断面積算出ステップで算出した第2絞り系通路の断面積から、第2マップにより、低圧EGR弁83の開度を決定する(EGR弁開度決定ステップ)。尚、上記算出した第2絞り系通路の断面積が、低圧EGR弁83の開度100%に対応する断面積よりも大きい場合には、低圧EGR弁83の開度を100%(全開)にする。
Next, the opening degree of the low
そして、低圧EGR弁83を、上記EGR弁開度決定ステップで決定された開度に制御する。
Then, the low
次に、上記排気シャッター弁開度制御は、先ず、上記第2絞り系通路に対して流入及び流出する排気ガスについての圧力損失及びガス流量の関係から、該排気ガスの第2絞り系通路からの流出圧力を、大気圧から、吸気通路30の大気開放端から低圧EGR通路83の接続部分までの圧力損失を引いた圧力として、低圧EGR弁83が全開であるときに、該第2絞り系通路の排気ガス流量を上記目標低圧EGR量とするために必要な、該排気ガスの第2絞り系通路への流入圧力を算出する(第2絞り系通路流入圧力算出ステップ)。
Next, the exhaust shutter valve opening degree control is first performed from the relationship between the pressure loss and the gas flow rate of the exhaust gas flowing into and out of the second throttle system passage, from the second throttle system passage of the exhaust gas. When the low
上記第2絞り系通路の上記圧力損失及びガス流量の関係は、上記第2絞り系通路に流入するガス流量と、該第2絞り系通路の流入圧力と流出圧力との差すなわち圧力損失との関係を予め計測してマップ(2次元テーブル)にしておき、そのマップに、上記ガス流量として目標低圧EGR量を入力して、上記第2絞り系通路の上記圧力損失を算出し、排気ガスの第2絞り系通路からの流出圧力に上記第2絞り系通路の上記圧力損失分を加えることで、排気ガスの第2絞り系通路への流入圧力を算出する。 The relationship between the pressure loss of the second throttle system passage and the gas flow rate is the difference between the gas flow rate flowing into the second throttle system passage and the difference between the inflow pressure and the outflow pressure of the second throttle system passage, that is, the pressure loss. The relationship is measured in advance and made into a map (two-dimensional table), and the target low pressure EGR amount is inputted as the gas flow rate to the map, the pressure loss of the second throttle system passage is calculated, and the exhaust gas The inflow pressure of the exhaust gas into the second throttle system passage is calculated by adding the pressure loss of the second throttle system passage to the outflow pressure from the second throttle system passage.
尚、他の方法として、図7に示すように、上記第2絞り系通路に対して流入及び流出する排気ガスについて、ベルヌーイの定理から導かれる上記第2関係式を用いて、排気ガスの第2絞り系通路への流入圧力を算出するようにしてもよい。上記第2関係式における上記排気ガス流量は、上記目標低圧EGR量である。上記温度は、ここでは、低圧EGRクーラ82を通過した後の温度、つまり、エンジン水温センサ108により検出されたエンジン水温とする。上記密度は、上記温度、上記ステップS7の目標低圧EGR量の設定に用いた排気酸素濃度、及び、上記流出圧力(大気圧から、吸気通路30の大気開放端から低圧EGR通路81の接続部分までの圧力損失を引いた圧力)から求める。第2絞り系通路(絞り)の断面積は、上記第2マップによる、低圧EGR弁83が全開であるときに対応する値である。図7に示すように、上記第2関係式において、上記第2絞り系通路への流入圧力以外の各変数に上記値をそれぞれ代入することで、上記第2絞り系通路への流入圧力を算出することができる。上記第2絞り系通路への流入圧力は、上記第1絞り系通路への流入圧力でもある。
As another method, as shown in FIG. 7, with respect to the exhaust gas flowing into and out of the second throttle system passage, the second relational expression derived from Bernoulli's theorem is used. You may make it calculate the inflow pressure to 2 throttle system passages. The exhaust gas flow rate in the second relational expression is the target low pressure EGR amount. Here, the temperature is the temperature after passing through the low pressure EGR cooler 82, that is, the engine water temperature detected by the engine
また、逆に、図5の、ベルヌーイの定理から導かれる第1関係式を用いた、上記第1絞り系通路への流入圧力の算出についても、第1関係式によらずに、上記と同様に第1絞り系通路の圧力損失及びガス流量の関係をマップ化しておき、そのマップにより上記第1絞り系通路への流入圧力を算出するようにしてもよい。さらに、図6の、ベルヌーイの定理から導かれる第2関係式を用いた、第2絞り系通路の断面積の算出についても、第2関係式によらずに、排気ガス流量(目標低圧EGR量)及び第2絞り系通路の流入圧力と流出圧力との差と、第2絞り系通路の断面積との関係をマップ(3次元マップ)にしておき、そのマップにより第2絞り系通路の断面積を算出するようにしてもよい。また、後述する第1絞り系通路の断面積の算出についても同様である。 Conversely, the calculation of the inflow pressure into the first throttle system passage using the first relational expression derived from Bernoulli's theorem in FIG. 5 is the same as the above, regardless of the first relational expression. Alternatively, the relationship between the pressure loss of the first throttle system passage and the gas flow rate may be mapped, and the inflow pressure into the first throttle system passage may be calculated from the map. Further, the calculation of the cross-sectional area of the second throttle system passage using the second relational expression derived from Bernoulli's theorem in FIG. 6 also does not depend on the second relational expression, but the exhaust gas flow rate (target low pressure EGR amount). ) And the difference between the inflow pressure and the outflow pressure of the second throttle system passage and the cross-sectional area of the second throttle system passage in a map (three-dimensional map). The area may be calculated. The same applies to the calculation of the cross-sectional area of the first throttle system passage, which will be described later.
続いて、上記第1絞り系通路に対して流入及び流出する排気ガスについての上記第1関係式から、該排気ガスの第1絞り系通路への流入圧力を、上記第2絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第2絞り系通路への流入圧力とし、かつ、該排気ガスの第1絞り系通路からの流出圧力を大気圧として、該第1絞り系通路の断面積を算出する(第1絞り系通路断面積算出ステップ)。 Subsequently, from the first relational expression regarding the exhaust gas flowing into and out of the first throttle system passage, the inflow pressure of the exhaust gas to the first throttle system passage is expressed as the second throttle system passage inflow pressure. The cross-sectional area of the first throttle system passage is calculated using the inflow pressure into the second throttle system passage calculated in the calculation step and the outflow pressure of the exhaust gas from the first throttle system passage as atmospheric pressure (first 1 throttle system passage sectional area calculation step).
上記第1関係式における上記排気ガス流量は、上記排気流量である。上記温度は、排気温度センサ107により検出された排気ガスの温度である。上記密度は、上記流体の温度、上記排気酸素濃度、及び、上記流出圧力(大気圧)から求める。
The exhaust gas flow rate in the first relational expression is the exhaust flow rate. The above temperature is the temperature of the exhaust gas detected by the
図8に示すように、上記第1関係式において、第1絞り系通路の断面積以外の各変数に上記値をそれぞれ代入することで、第1絞り系通路の断面積を算出することができる。 As shown in FIG. 8, in the first relational expression, the cross-sectional area of the first throttling system passage can be calculated by substituting the above values for each variable other than the cross-sectional area of the first throttling system passage. .
次いで、上記第1絞り系通路断面積算出ステップで算出した第1絞り系通路の断面積から、上記第1マップより、排気シャッター弁43の開度を決定する(排気シャッター弁開度決定ステップ)。尚、上記算出した第1絞り系通路の断面積が、排気シャッター弁43の開度100%に対応する断面積よりも大きい場合には、排気シャッター弁43の開度を100%(全開)にする。
Next, the opening degree of the
そして、排気シャッター弁43を、上記排気シャッター弁開度決定ステップで決定された開度に制御する。
Then, the
したがって、上記EGR弁開度制御においては、排気シャッター弁43が全開であるとして低圧EGR弁83の開度が決定され、上記排気シャッター弁開度制御では、低圧EGR弁83が全開であるとして排気シャッター弁43の開度が決定される。そして、上記EGR弁開度制御において、目標低圧EGR量が多くて低圧EGR弁83の開度により達成できない場合には、上記第2絞り系通路断面積算出ステップで算出した第2絞り系通路の断面積が、低圧EGR弁83の開度100%に対応する断面積よりも大きくなり、これにより、低圧EGR弁83が全開とされ、排気シャッター弁43の開度が、排気シャッター弁開度制御で決定された開度(全開よりも小さい開度)となる。一方、目標低圧EGR量を低圧EGR弁83の開度により達成できる場合には、低圧EGR弁83の開度が、EGR弁開度制御により決定された開度(全開よりも小さい開度)となり、排気シャッター弁43については、上記第1絞り系通路断面積算出ステップで算出した第1絞り系通路の断面積が、排気シャッター弁43の開度100%に対応する断面積よりも大きくなるために、全開とされる。
Therefore, in the EGR valve opening control, the opening of the low
ここで、コントロールユニット100は、低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の開度を、エンジン1(気筒11a)に吸入される総吸入ガス量から、エアフローセンサ102により検出された新気量を引く(「HP/LP−EGR併用」領域では、実高圧EGR量も引く)ことで算出した実低圧EGR量が、上記目標低圧EGR量になるようにフィードバック制御することが好ましい。上記したように、上記総吸入ガス量は、吸入ガス温度センサ104により検出されたガス温度と、吸気圧センサ105により検出されたガス圧とから算出することができる。したがって、吸入ガス温度センサ104及び吸気圧センサ105は、エンジン1に吸入される総吸入ガス量を検出する総吸入ガス量検出手段を構成し、エアフローセンサ102は、エンジン1に吸入される新気量を検出する新気量検出手段を構成することになる。
Here, the
上記のようにフィードバック制御する場合、コントロールユニット100は、上記目標低圧EGR量と上記実低圧EGR量との偏差から算出されるフィードバック補正量を、上記第2絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第2絞り系通路への流入圧力の圧力補正量に変換して算出する。
When feedback control is performed as described above, the
そして、上記EGR弁開度制御においては、上記第1絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第1絞り系通路への流入圧力から上記圧力補正量と同じ量を減算し(減算ステップ)、上記第2絞り系通路断面積算出ステップにおいて、上記第2絞り系通路への流入圧力を、上記第1絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第1絞り系通路への流入圧力とする代わりに、上記減算ステップで得られた、上記第1絞り系通路への流入圧力から上記圧力補正量と同じ量だけ減算した値にする。 In the EGR valve opening control, the same amount as the pressure correction amount is subtracted from the inflow pressure into the first throttle system passage calculated in the first throttle system passage inflow pressure calculation step (subtraction step), In the second throttle system passage cross-sectional area calculating step, instead of using the inflow pressure to the second throttle system passage as the inflow pressure to the first throttle system passage calculated in the first throttle system passage inflow pressure calculating step, A value obtained by subtracting the same amount as the pressure correction amount from the inflow pressure to the first throttle system passage obtained in the subtraction step.
一方、上記排気シャッター弁開度制御においては、上記第2絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第2絞り系通路への流入圧力に上記圧力補正量を加算し(加算ステップ)、上記第1絞り系通路断面積算出ステップにおいて、上記第1絞り系通路への流入圧力を、上記第2絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第2絞り系通路への流入圧力とする代わりに、上記加算ステップで得られた、上記第2絞り系通路への流入圧力に上記圧力補正量を加算した値にする。 On the other hand, in the exhaust shutter valve opening degree control, the pressure correction amount is added to the inflow pressure into the second throttle system passage calculated in the second throttle system passage inflow pressure calculation step (addition step), and the first In the throttle system passage cross-sectional area calculating step, instead of using the inflow pressure to the first throttle system passage as the inflow pressure to the second throttle system passage calculated in the second throttle system passage inflow pressure calculating step, the above addition is performed. A value obtained by adding the pressure correction amount to the inflow pressure to the second throttle system passage obtained in the step is set.
図9は、上記フィードバック制御を行う場合のEGR弁開度制御及び排気シャッター弁開度制御のブロック図である。図9の上段がEGR弁開度制御であり、下段が排気シャッター弁開度制御である。 FIG. 9 is a block diagram of the EGR valve opening degree control and the exhaust shutter valve opening degree control when the feedback control is performed. The upper stage of FIG. 9 is EGR valve opening degree control, and the lower stage is exhaust shutter valve opening degree control.
EGR弁開度制御では、上記のように、上記第1関係式を用いて第1絞り系通路への流入圧力を算出する。また、排気シャッター弁開度制御では、上記のように、上記マップ(2次元テーブル)を用いて第2絞り系通路への流入圧力を算出する。 In the EGR valve opening degree control, as described above, the inflow pressure into the first throttle system passage is calculated using the first relational expression. In the exhaust shutter valve opening degree control, as described above, the inflow pressure to the second throttle system passage is calculated using the map (two-dimensional table).
これらと並行して、上記目標低圧EGR量と上記実低圧EGR量との偏差から算出されるフィードバック補正量を、上記第2絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第2絞り系通路への流入圧力の圧力補正量に変換して算出する。 In parallel with these, the feedback correction amount calculated from the deviation between the target low pressure EGR amount and the actual low pressure EGR amount is an inflow into the second throttle system passage calculated in the second throttle system passage inflow pressure calculation step. It is calculated by converting into pressure correction amount.
上記EGR弁開度制御において算出した上記第1絞り系通路への流入圧力から上記圧力補正量と同じ量を減算する。また、上記排気シャッター弁開度制御において算出した上記第2絞り系通路への流入圧力に上記圧力補正量を加算する。 The same amount as the pressure correction amount is subtracted from the inflow pressure into the first throttle system passage calculated in the EGR valve opening degree control. Further, the pressure correction amount is added to the inflow pressure to the second throttle system passage calculated in the exhaust shutter valve opening degree control.
そして、EGR弁開度制御では、上記のように、上記第2関係式を用いて第2絞り系通路の断面積を算出し(その際、上記第2絞り系通路への流入圧力は、上記第1絞り系通路への流入圧力から上記圧力補正量と同じ量だけ減算した値になる)、その断面積を低圧EGR弁83の開度に変換し、低圧EGR弁83をその開度に制御する。
In the EGR valve opening degree control, as described above, the cross-sectional area of the second throttle system passage is calculated using the second relational expression (in this case, the inflow pressure to the second throttle system passage is the The value obtained by subtracting the same amount as the pressure correction amount from the inflow pressure to the first throttle system passage) is converted into the opening degree of the low
また、排気シャッター弁開度制御では、上記のように、上記第1関係式を用いて第1絞り系通路の断面積を算出し(その際、上記第1絞り系通路への流入圧力は、上記第2絞り系通路への流入圧力に上記圧力補正量を加算した値になる)、その断面積を排気シャッター弁43の開度に変換し、排気シャッター弁43をその開度に制御する。
In the exhaust shutter valve opening control, as described above, the cross-sectional area of the first throttle system passage is calculated using the first relational expression (in this case, the inflow pressure to the first throttle system passage is The pressure correction amount is added to the inflow pressure into the second throttle system passage), and the sectional area is converted into the opening degree of the
本実施形態では、低圧EGR通路81が、本発明の「EGR通路」に相当し、低圧EGR弁83が、本発明の「EGR弁」に相当する。また、上記目標低圧EGR量が、本発明の「目標還流量」に相当する。さらに、コントロールユニット100が、低圧EGR弁83(EGR弁)及び排気シャッター弁43の開度を制御する弁制御装置に相当する。
In the present embodiment, the low
したがって、本実施形態では、目標低圧EGR量に対する低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の開度の決定に際して、相手側の弁を全開状態にして計算することにより、低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43のうち一方が全開状態で(目標低圧EGR量が少ないときには、排気シャッター弁43が全開状態であり、目標低圧EGR量が多いときには、低圧EGR弁83が全開状態である)、他方が目標低圧EGR量に応じた開度とすることができる。これにより、排気シャッター弁43による排気抵抗を出来る限り抑えることができる。また、圧力と流量との関係を基に、目標低圧EGR量に対する低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の開度が決定されるので、目標低圧EGR量と低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の開度との関係を表したマップを用いて低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の開度を制御するときのような煩雑なキャリブレーションが不要になる。すなわち、運転状態に応じて変化する、低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の全開状態が切り換わる流量(低圧EGR弁83により制御可能な最大流量)に対応して複数のマップを用意して切り換えることが不要になる。さらに、目標低圧EGR量が変化したとき、低圧EGR弁開度制御と排気シャッター弁開度制御とが並行して実行され、この結果、目標低圧EGR量の変化に対する、低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の開度変化に伴う実還流量の変化の応答性が向上する。
Therefore, in the present embodiment, when determining the opening degrees of the low
また、低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の開度をフィードバック制御する場合、目標低圧EGR量が変化したとき、EGR弁開度制御及び排気シャッター弁開度制御において、同じフィードバック量でもって並行してフィードバック制御するので、フィードバック制御を行った際の、目標低圧EGR量の変化に対する、低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の開度変化に伴う実還流量の変化の応答性が向上するとともに、排気抵抗の増加を抑制することができる。
When feedback control is performed on the opening amounts of the low
図10は、アクセル開度が増大しているときの、要求噴射量、吸気酸素濃度(目標吸気酸素濃度、実吸気酸素濃度)、低圧EGR量(目標低圧EGR量、実低圧EGR量)、低圧EGR弁83の開度、及び、排気シャッター弁43の開度の変化を示す。低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の開度の制御は、上記実施形態と同様の制御であり、上記と同様のフィードバック制御も行っている。
FIG. 10 shows the required injection amount, intake oxygen concentration (target intake oxygen concentration, actual intake oxygen concentration), low pressure EGR amount (target low pressure EGR amount, actual low pressure EGR amount), low pressure when the accelerator opening is increasing. The change of the opening degree of the
目標低圧EGR量が、0から、低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の全開時に還流可能な低圧EGR量よりも多くなる量まで増大したとき、低圧EGR弁83の開度が0(全閉)から100%(全開)まで増大する。これと並行して、排気シャッター弁43が閉じていき、低圧EGR弁83が全開状態になったときには、排気シャッター弁43が、目標低圧EGR量を達成するのに必要な開度ないしそれに近い値にまで閉じられる。すなわち、低圧EGR弁83の開度が全開になってから排気シャッター弁43を閉じるのではなく、低圧EGR弁83の開動作と排気シャッター弁43の閉動作とが同時に行われる。また、目標低圧EGR量が減少する場合も、同様に、低圧EGR弁83の閉動作と排気シャッター弁43の開動作とが同時に行われる。よって、目標低圧EGR量の変化に対する、低圧EGR弁83及び排気シャッター弁43の開度変化に伴う実還流量の変化の応答性が向上する。
When the target low pressure EGR amount increases from 0 to an amount larger than the low pressure EGR amount that can be recirculated when the low
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be substituted without departing from the spirit of the claims.
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The above-described embodiments are merely examples, and the scope of the present invention should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is defined by the scope of the claims, and all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
本発明は、エンジンの排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路と、該EGR通路に配設され、該EGR通路の断面積を変更するEGR弁と、上記排気通路における上記EGR通路の接続部分よりも下流側に配設され、該排気通路の断面積を変更する排気シャッター弁と、上記EGR弁及び上記排気シャッター弁の開度を、上記EGR通路による上記エンジンの排気ガスの還流量が、予め設定された目標還流量になるように制御する弁制御装置とを備えた、エンジンの排気還流制御装置に有用である。 The present invention provides an EGR passage that connects an exhaust passage and an intake passage of an engine, an EGR valve that is disposed in the EGR passage and changes a cross-sectional area of the EGR passage, and a connection portion of the EGR passage in the exhaust passage The exhaust shutter valve disposed downstream of the exhaust passage and changing the cross-sectional area of the exhaust passage, and the opening degrees of the EGR valve and the exhaust shutter valve, the recirculation amount of the exhaust gas of the engine through the EGR passage, The present invention is useful for an exhaust gas recirculation control device for an engine including a valve control device that controls the target recirculation amount to be set in advance.
1 エンジン
30 吸気通路
40 排気通路
43 排気シャッター弁
81 低圧EGR通路
83 低圧EGR弁
100 コントロールユニット(弁制御装置)
102 エアフローセンサ(新気量検出手段)
104 吸入ガス温度センサ(総吸入ガス量検出手段)
105 吸気圧センサ(総吸入ガス量検出手段)
1
102 Air flow sensor (new air volume detection means)
104 Intake gas temperature sensor (total intake gas amount detection means)
105 Intake pressure sensor (total intake gas amount detection means)
Claims (2)
上記弁制御装置は、上記排気シャッター弁が全開であるとして上記EGR弁の開度を決定して該EGR弁を該決定した開度に制御するEGR弁開度制御と、上記EGR弁が全開であるとして上記排気シャッター弁の開度を決定して該排気シャッター弁を該決定した開度に制御する排気シャッター弁開度制御とを互いに独立して実行するように構成されており、
上記EGR弁開度制御は、
上記排気通路における上記EGR通路の接続部分から大気開放端までの部分である第1絞り系通路に対して流入及び流出する排気ガスについて、上記排気シャッター弁が全開であるときの該排気ガスの第1絞り系通路への流入圧力を算出する第1絞り系通路流入圧力算出ステップと、
上記EGR通路である第2絞り系通路に対して流入及び流出する排気ガスについて、該排気ガスの第2絞り系通路への流入圧力を、上記第1絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第1絞り系通路への流入圧力とし、かつ、該排気ガスの第2絞り系通路からの流出圧力を、大気圧から、上記吸気通路の大気開放端から上記EGR通路の接続部分までの圧力損失を引いた圧力として、該第2絞り系通路の排気ガス流量を上記目標還流量とするために必要な、上記第2絞り系通路の断面積を算出する第2絞り系通路断面積算出ステップと、
上記第2絞り系通路断面積算出ステップで算出した第2絞り系通路の断面積から、上記EGR弁の開度を決定するEGR弁開度決定ステップと
を含む制御であり、
上記排気シャッター弁開度制御は、
上記第2絞り系通路に対して流入及び流出する排気ガスについて、該排気ガスの第2絞り系通路からの流出圧力を、大気圧から、上記吸気通路の大気開放端から上記EGR通路の接続部分までの圧力損失を引いた圧力として、上記EGR弁が全開であるときに、該第2絞り系通路の排気ガス流量を上記目標還流量とするために必要な、該排気ガスの第2絞り系通路への流入圧力を算出する第2絞り系通路流入圧力算出ステップと、
上記第1絞り系通路に対して流入及び流出する排気ガスについて、該排気ガスの第1絞り系通路への流入圧力を、上記第2絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第2絞り系通路への流入圧力とし、かつ、該排気ガスの第1絞り系通路からの流出圧力を大気圧として、該第1絞り系通路の断面積を算出する第1絞り系通路断面積算出ステップと、
上記第1絞り系通路断面積算出ステップで算出した第1絞り系通路の断面積から、上記排気シャッター弁の開度を決定する排気シャッター弁開度決定ステップと
を含む制御であることを特徴とするエンジンの排気還流制御装置。 An EGR passage that connects the exhaust passage and the intake passage of the engine, an EGR valve that is disposed in the EGR passage and changes the cross-sectional area of the EGR passage, and a downstream side of the connection portion of the EGR passage in the exhaust passage The exhaust shutter valve for changing the cross-sectional area of the exhaust passage, the opening degree of the EGR valve and the exhaust shutter valve, and the recirculation amount of the exhaust gas of the engine through the EGR passage are set in advance. An exhaust gas recirculation control device for an engine, comprising a valve control device for controlling the recirculation amount to a target recirculation amount,
The valve control device determines the opening degree of the EGR valve by assuming that the exhaust shutter valve is fully open, and controls the EGR valve to the determined opening degree, and the EGR valve is fully open. Exhaust shutter valve opening control for determining the opening of the exhaust shutter valve and controlling the exhaust shutter valve to the determined opening is performed independently of each other,
The EGR valve opening control is as follows:
With respect to the exhaust gas flowing in and out of the first throttle system passage, which is a portion from the connection portion of the EGR passage to the atmosphere open end in the exhaust passage, the exhaust gas when the exhaust shutter valve is fully opened. A first throttle system passage inflow pressure calculating step for calculating an inflow pressure into one throttle system passage;
For the exhaust gas flowing into and out of the second throttle system passage that is the EGR passage, the inflow pressure of the exhaust gas into the second throttle system passage is calculated in the first throttle system passage inflow pressure calculating step. And the pressure loss from the atmospheric pressure to the connection portion of the EGR passage from the atmospheric open end of the intake passage to the inflow pressure to the first throttle passage and the outflow pressure of the exhaust gas from the second throttle passage. A second throttle system passage cross-sectional area calculating step for calculating a cross-sectional area of the second throttle system passage, which is necessary for setting the exhaust gas flow rate of the second throttle system passage as the target recirculation amount as the drawn pressure;
A control including an EGR valve opening degree determining step for determining an opening degree of the EGR valve from a sectional area of the second throttle system passage calculated in the second throttle system passage sectional area calculating step,
The exhaust shutter valve opening control is
With respect to the exhaust gas flowing into and out of the second throttle system passage, the outlet pressure of the exhaust gas from the second throttle system passage is changed from the atmospheric pressure to the connection portion of the EGR passage from the atmospheric open end of the intake passage. As a pressure obtained by subtracting the pressure loss up to the second throttle system of the exhaust gas, which is necessary for setting the exhaust gas flow rate in the second throttle system passage to the target recirculation amount when the EGR valve is fully opened. A second throttle system passage inflow pressure calculating step for calculating an inflow pressure into the passage;
For the exhaust gas flowing into and out of the first throttle system passage, the second throttle system passage in which the inflow pressure of the exhaust gas into the first throttle system passage is calculated in the second throttle system passage inflow pressure calculating step A first throttle system passage cross-sectional area calculating step for calculating a cross-sectional area of the first throttle system passage with an inflow pressure into the exhaust gas and an outlet pressure of the exhaust gas from the first throttle system passage as an atmospheric pressure;
And an exhaust shutter valve opening determining step for determining the opening of the exhaust shutter valve from the cross-sectional area of the first throttle system passage calculated in the first throttle system passage cross-sectional area calculating step. An exhaust gas recirculation control device for an engine.
上記エンジンに吸入される総吸入ガス量を検出する総吸入ガス量検出手段と、
上記エンジンに吸入される新気量を検出する新気量検出手段とを備え、
上記弁制御装置は、上記EGR弁及び上記排気シャッター弁の開度を、上記総吸入ガス量検出手段により検出された総吸入ガス量から、上記新気量検出手段により検出された新気量を引くことで算出した実還流量が、上記目標還流量になるようにフィードバック制御するとともに、上記目標還流量と上記実還流量との偏差から算出されるフィードバック補正量を、上記第2絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第2絞り系通路への流入圧力の圧力補正量に変換するように構成され、
上記EGR弁開度制御は、上記第1絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第1絞り系通路への流入圧力から上記圧力補正量と同じ量を減算する減算ステップを更に含み、
上記第2絞り系通路断面積算出ステップにおいて、上記第2絞り系通路への流入圧力を、上記第1絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第1絞り系通路への流入圧力とする代わりに、上記減算ステップで得られた、上記第1絞り系通路への流入圧力から上記圧力補正量と同じ量だけ減算した値にし、
上記排気シャッター弁開度制御は、上記第2絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第2絞り系通路への流入圧力に上記圧力補正量を加算する加算ステップを更に含み、
上記第1絞り系通路断面積算出ステップにおいて、上記第1絞り系通路への流入圧力を、上記第2絞り系通路流入圧力算出ステップで算出した第2絞り系通路への流入圧力とする代わりに、上記加算ステップで得られた、上記第2絞り系通路への流入圧力に上記圧力補正量を加算した値にすることを特徴とするエンジンの排気還流制御装置。 The exhaust gas recirculation control device for an engine according to claim 1,
A total intake gas amount detecting means for detecting a total intake gas amount sucked into the engine;
A fresh air amount detecting means for detecting a fresh air amount sucked into the engine,
The valve control device determines the opening of the EGR valve and the exhaust shutter valve from the total intake gas amount detected by the total intake gas amount detection unit and the fresh air amount detected by the new air amount detection unit. The feedback control is performed so that the actual return amount calculated by subtraction becomes the target return amount, and a feedback correction amount calculated from a deviation between the target return amount and the actual return amount is set as the second throttle system passage. It is configured to convert the pressure correction amount of the inflow pressure into the second throttle system passage calculated in the inflow pressure calculation step,
The EGR valve opening degree control further includes a subtraction step of subtracting the same amount as the pressure correction amount from the inflow pressure into the first throttle system passage calculated in the first throttle system passage inflow pressure calculation step,
In the second throttle system passage cross-sectional area calculating step, instead of using the inflow pressure to the second throttle system passage as the inflow pressure to the first throttle system passage calculated in the first throttle system passage inflow pressure calculating step. The value obtained by subtracting the same amount as the pressure correction amount from the inflow pressure to the first throttle system passage obtained in the subtraction step,
The exhaust shutter valve opening degree control further includes an addition step of adding the pressure correction amount to the inflow pressure into the second throttle system passage calculated in the second throttle system passage inflow pressure calculation step,
In the first throttle system passage cross-sectional area calculating step, instead of using the inflow pressure to the first throttle system passage as the inflow pressure to the second throttle system passage calculated in the second throttle system passage inflow pressure calculating step. An exhaust gas recirculation control apparatus for an engine, wherein a value obtained by adding the pressure correction amount to the pressure flowing into the second throttle system passage obtained in the adding step is set.
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JP2005009437A (en) * | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Toyota Motor Corp | Control device of multi-cylinder internal combustion engine |
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